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講述步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生噪音的原因
講述步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生噪音的原因
由于步進(jìn)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、安全性高、成本低、停止時(shí)候力矩大、在低速情況下不需要減速機(jī)就可以輸出很大的力矩、相比直流無(wú)刷和伺服電機(jī),步進(jìn)電機(jī)不需要復(fù)雜的控制算法也不需要編碼器反饋情況下可以實(shí)現(xiàn)位置控制.被用在很多要求精確定位的場(chǎng)合,基本上在很多需要移動(dòng)控制的場(chǎng)合都會(huì)用到步進(jìn)電機(jī)如自動(dòng)化控制、數(shù)字化生產(chǎn)如3D、醫(yī)療和光學(xué)等眾多領(lǐng)域.
步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，那么，步進(jìn)電機(jī)在工作中有時(shí)候會(huì)發(fā)生噪音，是什么原因呢
步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，其工作原理是利用電子電路將直流電變成分時(shí)供電。多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。
步進(jìn)電機(jī)在構(gòu)造上有三種主要類型：步進(jìn)電機(jī)反應(yīng)步進(jìn)電機(jī)、永磁步進(jìn)電機(jī)和混合步進(jìn)電機(jī)。
第一，步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)噪音
由步進(jìn)電機(jī)本體引起的原因：
1、齒槽轉(zhuǎn)矩。
2、定子與端蓋的剛性不夠。
3、激磁電源的高次諧波成分。
4、各部分配合松動(dòng)。
5、線圈本身的位移。
6、轉(zhuǎn)子偏心或動(dòng)平衡不好。
7、軸承預(yù)緊力不合適。
8、與安裝機(jī)械和負(fù)載系統(tǒng)的共振。
9、傳動(dòng)系統(tǒng)(齒輪嚙合的不平衡等)。
10、徑向吸引力引起的轉(zhuǎn)子變形產(chǎn)生的振動(dòng)噪音。
11、線圈及磁路的不平衡，及機(jī)械結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱。
如何使步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)完全的靜音?
盡管高細(xì)分能解決大部分情況下的低頻震動(dòng);先進(jìn)的電流控制PWM斬波模式比如TRINAMIC的SpreadCycle算法,這些在硬件上的作用很大程度上減少震動(dòng)和顫動(dòng),這也滿足了大部分的應(yīng)用,也適合高速運(yùn)動(dòng).但是基于電流控制的斬波模式,還是會(huì)存在可聽得見的噪音和振動(dòng),主要是由于電機(jī)線圈的不同步,檢測(cè)電阻上幾毫伏的調(diào)節(jié)噪音和PWM時(shí)基誤差,這些噪音和振動(dòng)在一些高端應(yīng)用場(chǎng)合也是不被允許的,緩慢運(yùn)行或中速運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用,以及任何不允許有噪音和場(chǎng)合.
TRINAMIC的StealthChop算法也是通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的,從根本上使步進(jìn)電機(jī)靜音,但是Stealthchop功能如何影響了步進(jìn)電機(jī)?為什么電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)噪音和震動(dòng)?Stealthchop采用一種與基于電流反饋電壓調(diào)制模式如SpeadCycle完全不同的方法.而是采用基于電壓斬波模式一種新技術(shù),該技術(shù)保證了電機(jī)的靜音和平穩(wěn)平滑運(yùn)動(dòng).
TMC5130-一款小體積,精巧的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片,帶有StealthChop模式.TRINAMIC改進(jìn)了調(diào)制模式.為了最大限度降低電流波動(dòng)對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響,TMC5130采用基于電流反饋來(lái)控制電壓調(diào)制,這允許系統(tǒng)自適應(yīng)電機(jī)的參數(shù)和運(yùn)行電壓.來(lái)自直接電流控制回路算法引起的微小震蕩被消除.
